なるほど納得!サトシ論文でビットコインの「なんで?」を解き明かそか

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Dr.X

 元外資系金融機関勤務
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※本記事はいつもと趣向を変えて関西弁でお送りします。


ビットコインって名前、ニュースやネットでよう見かけまっしゃろ?

「なんか新しいお金らしいけど、仕組みはサッパリわからん…」「難しそうやなぁ」なんて思てませんか?

実は、そのビットコインを理解するカギが、「サトシ論文」っちゅうもんに隠されてるんですわ。

この論文には、ビットコインの心臓部とも言える画期的なアイデアが、これでもかと詰まっとるんです。
この記事を読み終える頃には、「銀行なしでお金が送れるって、どないなっとんねん?」「ブロックチェーンて、結局何がすごいのん?」そんな疑問もスッキリ! 一緒にビットコインの「なんで?」を、楽しく解き明かしていきまひょか! きっと「なるほど!」の連続間違いなしやで!

  1. そもそも「サトシ論文」って何なん?ビットコインの出発点を探るで!
    1. 謎の生みの親「サトシ・ナカモト」はんが書いた、ビットコインの設計図
    2. なんでこの論文がそんなに注目されてるん? 今までのネット取引の「困った」を解決?
    3. サトシはんが考えた「P2P(ピーツーピー)電子通貨システム」って、どないなもん?
  2. ビットコインのカラクリ、サトシ論文はどう説明してるん?
    1. コインの正体は「電子署名の鎖」? – でも、これだけやとアカン問題がおまして…
      1. 頭が痛い「二重支払い問題」って何でっしゃろ? (※同じお金を2回使えてしまうかもしれん問題のことや)
    2. その問題を解決するアイデアがこれ!「タイムスタンプサーバ」と「ブロックチェーン」
      1. みんなで行った取引の記録を「ブロック」にまとめて、その「指紋(ハッシュ)」を広く公開!
      2. 指紋(ハッシュ)が前の指紋と繋がって「鎖」みたいになる、これが「ブロックチェーン」の正体や!
    3. 「Proof-of-Work(仕事量による証明)」 – みんなで監視する賢い仕組みって?
      1. 「この計算、誰が一番はよ解けるか競争や!」で見つけた人が記録できる
      2. 「一番長い鎖(チェーン)が正しい記録や!」これがみんなの合意の取り方
  3. ほな、ビットコインのネットワークって、実際どないに動いてるん?
    1. 新しい取引が生まれてから記録されるまでの一部始終
    2. ネットワークへの参加は誰でもOK!途中で抜けたり入ったりも自由なんやて
    3. 頑張って計算する人にはご褒美が?「インセンティブ(報酬)」の役割
      1. 新しいビットコインがもらえる!これがビットコイン発行の仕組み
      2. 取引についてる「手数料」も、お手伝いした人のお駄賃になるんや
  4. ビットコインのデータ管理とかプライバシー、ほんで一番気になる安全性は大丈夫なん?
    1. 昔の取引記録はずっと置いとくの?「マークルツリー」でデータ量を節約する工夫
    2. 全部の記録を持たんでも大丈夫?「簡易検証(SPV)」で手軽に確認
    3. 取引はみんなに見えるけど、誰がやったかはバレへんの?「公開鍵」によるプライバシー保護
    4. もし悪い人が邪魔しよったらどないなる?「ギャンブラーの破産問題」で分かる攻撃の難しさ
  5. まとめ:サトシ論文から見えたビットコインのすごさと、これからもっと知るために

そもそも「サトシ論文」って何なん?ビットコインの出発点を探るで!

謎の生みの親「サトシ・ナカモト」はんが書いた、ビットコインの設計図

ビットコインっちゅうのは、2008年にネット上で発表された一本の論文から始まりましたんや。「サトシ・ナカモト」と名乗る謎の人物(またはグループかもしれまへん)が書いたもんで、これがビットコインの全ての始まりであり、いわば「設計図」みたいなもんですわ。正体は今も謎のまま、それがまたロマンを掻き立てますな。

なんでこの論文がそんなに注目されてるん? 今までのネット取引の「困った」を解決?

ほんなら、なんでこのサトシ論文が世界を揺るがしたんでしょう? 今までのネットでのお金のやり取りは、銀行みたいな仲介役が必須でした。でも、それやと手数料がかかったり、取引の取り消しが可能やったんで、小さい取引には不向きやったし、お店側も用心せなアカンかったんです。その「困った」を解決するかもしれんかったんが、この論文ですわ。

サトシはんが考えた「P2P(ピーツーピー)電子通貨システム」って、どないなもん?

サトシはんが考えたんが、「P2P(ピーツーピー ※1)電子通貨システム」っちゅうもんです。これは、銀行なしで人と人がネットで直接お金をやり取りできる仕組みのこと。誰かを「信用」する代わりに「暗号学的証明(※2)」いう数学的な力で安全を守る、画期的な考え方でした。

(※1:Peer to Peerの略で、個人同士がサーバーを介さず直接つながるネットワークのこと) (※2:数学的な計算に基づいて、内容が正しくて改ざんも難しいことを示す方法のこと)

ビットコインのカラクリ、サトシ論文はどう説明してるん?

コインの正体は「電子署名の鎖」? – でも、これだけやとアカン問題がおまして…

サトシ論文によると、ビットコインの「コイン」いうのは、実は「電子署名(※1 でんししょめい)」が鎖みたいに繋がったもんなんですわ。コインの持ち主が「このコイン、次の人に渡しますで」と電子署名することで、所有権が移っていく仕組み。過去の取引も署名を辿れば分かるようになってます。これ、なかなか賢いやり方やと思いませんか?

(※1:デジタルの世界でのハンコみたいなもんで、データの作成者とその内容が正しいことを保証する技術のこと)

頭が痛い「二重支払い問題」って何でっしゃろ? (※同じお金を2回使えてしまうかもしれん問題のことや)

電子署名だけやと、実は大きな落とし穴がおます。それが「二重支払い問題」っちゅうもんで、デジタルデータやから簡単にコピーできてしまう。つまり、同じコインをAさんにもBさんにも使えてまうかもしれへんのです。昔は造幣局みたいな中央機関が見張ってたけど、それやとその機関がコケたら全部アウト。これをどうにかせなアカンかったんですわ。

その問題を解決するアイデアがこれ!「タイムスタンプサーバ」と「ブロックチェーン」

ほな、ややこしい二重支払い問題をサトシはんがどう解決しようとしたか、気になりますやろ? そこで登場するのが「タイムスタンプサーバ(※1)」と、今ではよう聞く「ブロックチェーン(※2)」っちゅう画期的な仕組みです。これらがどうやって二重払いを防ぐのか、順番に見ていきまひょか。きっと「なるほど!」ってなりますで!

(※1:ある時刻にその電子データが存在していたことと、それ以降改ざんされてないことを証明する仕組みのこと)
(※2:取引データをブロックという単位でまとめ、それを鎖(チェーン)のように繋いで記録・管理する技術のこと)

みんなで行った取引の記録を「ブロック」にまとめて、その「指紋(ハッシュ)」を広く公開!

まず「タイムスタンプサーバ」の考え方からいきましょか。これは、みんなで行った取引の記録を、ある期間ごとに「ブロック」っちゅう箱に詰めていくイメージです。ほんで、そのブロックごとに、中身から計算した「ハッシュ(※1)」いう、いわばデジタルの指紋をドン!と記録して公開しますのや。これで「この時間にこの取引があったで!」って証明になるんです。

(※1:元のデータから一定の計算手順で生成される、短くて固有の値のこと。データが1文字でも変わるとハッシュ値もガラッと変わるさかい、データの改ざんを見破るのに役立ちますねん。)

指紋(ハッシュ)が前の指紋と繋がって「鎖」みたいになる、これが「ブロックチェーン」の正体や!

ほんで、ここからがミソですわ。新しいブロックの指紋(ハッシュ)には、実は一つ前のブロックの指紋も含まれとるんです。つまり、指紋が指紋を呼び、鎖のようにガッチリ繋がっていく。これこそが「ブロックチェーン」の正体でして、後から誰かが一つのブロックをちょろまかそうとしても、後ろの全部の指紋を変えなあかんから、めっちゃ大変なんです。

「Proof-of-Work(仕事量による証明)」 – みんなで監視する賢い仕組みって?

ブロックチェーンっちゅうのは分かったけど、ほな誰が新しいブロックを繋げられるん?って思いますやろ。そこで出てくるんが「Proof-of-Work(プルーフオブワーク ※1)」、日本語で言うたら「仕事量による証明」いう仕組み。これがまたよう出来たシステムでして、みんなで監視する体制を支える肝心要の部分なんですわ。

(※1:たくさんの計算をこなして「こんだけ仕事しましたで!」と証明することで、新しいブロックをチェーンに繋ぐ権利を得るルールのこと)

「この計算、誰が一番はよ解けるか競争や!」で見つけた人が記録できる

Proof-of-Workっちゅうのは、ものすごーく難しい計算問題を、世界中のコンピューターが一斉に「よーいドン!」で解き始めるイメージ。一番最初に「解けたで!」って手を挙げた人が、新しいブロックをチェーンに繋ぐ権利をゲットできますねん。この計算、解くのはメチャ大変やけど、答え合わせは一瞬でできるんがミソ。せやから、ズルはでけしまへん。

「一番長い鎖(チェーン)が正しい記録や!」これがみんなの合意の取り方

ほんで、もし同時に複数の人が計算を解いたらどないすんねん?って思いますやろ。ビットコインのネットワークでは、「一番長いブロックチェーンが正義!」っちゅうルールがあるんです。たくさんの計算パワー(※1)が注ぎ込まれた証やから信頼できる、いう訳ですわ。正直な参加者(ノード ※2)が多ければ、正しい鎖がどんどん長うなっていく仕組みですねん。

(※1:コンピューターが持ってる計算する力のこと)
(※2:ビットコインのネットワークに繋がって仕事してるコンピューターのこと)

ほな、ビットコインのネットワークって、実際どないに動いてるん?

新しい取引が生まれてから記録されるまでの一部始終

ほな、ビットコインの取引(トランザクション ※1)は、どないに記録されるんでしょうか。大まかな流れはこんな感じやで。

  1. まず新しい取引が「こんな取引あったでー!」と全参加者(ノード)に通知(ブロードキャスト ※2)されますねん。
  2. ほんで、それぞれのノードが、受け取った取引を自分の「ブロック」にまとめまんねん。
  3. そしたら、そのブロックで計算競争スタート!
  4. 一番乗りで計算を終えたノードが、出来上がったブロックをみんなに知らせます。
  5. 他のノードが「うん、このブロック問題なし!」と承認したら、ブロックチェーンに追加される、と。

こないして、取引はガッチリ確定していくんですわ。

(※1:ビットコインの送金など、一つ一つの取引の記録のことやで)
(※2:ネットワークに参加してるみんなに、同じ情報をいっせーのーで送ることや)

ネットワークへの参加は誰でもOK!途中で抜けたり入ったりも自由なんやて

このビットコインのネットワーク、実は誰でも自由に参加できるんですわ。特定の許可もいらんし、途中で「ちょっと休憩」とノードを止めてもええ。また戻ってきた時は、一番長いブロックチェーンの情報をもらえば、休んでる間の取引もちゃんと分かるようになってるんや。ほんま、よう出来た仕組みとちゃいますか。

頑張って計算する人にはご褒美が?「インセンティブ(報酬)」の役割

難しい計算をこなしてブロックチェーンを支える人たち。なんでそんな大変なことするんやろ?って思いますやんか。そこにはちゃんと「インセンティブ(※1)」、つまり「ご褒美」があるんですわ。このご褒美があるからこそ、みんなが正直にルールを守って、ビットコインの仕組みがうまく回る。賢い仕掛けですな。

(※1:何か行動をするように人を仕向けるための「動機づけ」や「見返り」のこと。ここでは、主に報酬のことを指してまっせ。)

新しいビットコインがもらえる!これがビットコイン発行の仕組み

一番大きなご褒美は、新しいブロックを見つけてチェーンに繋いだ人に、ピカピカの新しいビットコインが発行されて贈られること。これこそが、世の中にビットコインが生まれてくる最初の方法でもあるんですわ。せやから、みんな一生懸命計算競争に参加する訳です。まさに「掘り当てる」感覚かもしれまへんな。

取引についてる「手数料」も、お手伝いした人のお駄賃になるんや

もう一つのご褒美が「取引手数料」っちゅうもんです。ビットコインを送る人が「はよ処理してな」って感じで手数料を付けると、その取引をブロックに入れた人がもらえる仕組み。将来、新しいビットコインの発行が終わっても、この手数料がネットワークを支える人たちの働きがいになるんですな。よう考えられてます。

ビットコインのデータ管理とかプライバシー、ほんで一番気になる安全性は大丈夫なん?

昔の取引記録はずっと置いとくの?「マークルツリー」でデータ量を節約する工夫

全部の取引を永遠に保存してたらデータがパンパンになりますやんか。そこは賢うて、「マークルツリー(※1)」いう技術で、古い取引の詳細は上手に要約できるんです。ブロックのハンコ(ハッシュ)は残したまま、中身を軽くするイメージ。おかげで、ブロックの基本情報(ブロックヘッダー ※2)だけで済むから、容量も圧迫しまへんのや。

(※1:たくさんのデータを木の枝みたいにまとめて、効率よく管理したり、データが正しいか検証したりできる技術のことやで)
(※2:それぞれのブロックに入ってる基本的な情報のこと。前のブロックの指紋(ハッシュ)とか、いつ作られたかの情報(タイムスタンプ)なんかが記録されてるんや)

全部の記録を持たんでも大丈夫?「簡易検証(SPV)」で手軽に確認

全部の取引記録を持たんでも、自分の支払いが大丈夫か確認できる方法がおます。それが「簡易検証(SPV ※1)」っちゅうやり方。一番長いブロックチェーンの各ブロックの基本情報(ヘッダー)だけを手元に置いといて、自分の取引がそこに含まれてるか見るんです。手軽やけど、ネットワークが攻撃されたら間違う可能性もゼロやおまへん。

(※1:Simplified Payment Verificationの略で、日本語やと「簡易支払い検証」って言います。全部の取引データをダウンロードせんでも、支払いが有効か手軽に確かめられる方法のことや。)

取引はみんなに見えるけど、誰がやったかはバレへんの?「公開鍵」によるプライバシー保護

ビットコインの取引は全部公開されるんやけど、「誰が誰に送ったか」は分からんように工夫されてますねん。その秘密が「公開鍵(※1 こうかいかぎ)」っちゅう、いわば銀行口座番号みたいなもん。これが持ち主とは直接結びつかへんから、プライバシーが守られるわけ。取引ごとに新しい鍵を使うと、もっと安心やと言われてます。

(※1:ビットコインを受け取る時に使う、みんなに公開しても大丈夫なアドレス(口座番号みたいなもん)を作るための暗号キーのこと。これ自体には名前とか個人情報は含まれてへんねん。)

もし悪い人が邪魔しよったらどないなる?「ギャンブラーの破産問題」で分かる攻撃の難しさ

悪いヤツが偽の取引記録を作ろうとしても、そう簡単にはいきまへん。正直な参加者が作る正しいブロックチェーンと競争になるんやけど、これは「ギャンブラーの破産問題(※1)」いう確率の話で説明できますのや。正しい方が強ければ、悪いヤツが追いつく確率はどんどん減っていく。せやから、取引が確定するまでちょっと待てば、まず安全っちゅう訳ですわ。

(※1:有利な条件で勝負する人と不利な条件で勝負する人がお金を賭けて戦うたら、不利な人がいずれはスッカラカンになる、っちゅう確率論の考え方。ビットコインでは、正直な参加者の作るチェーンが有利な勝負師みたいなもんや。)

まとめ:サトシ論文から見えたビットコインのすごさと、これからもっと知るために

ここまで読んでくれて、おおきに!サトシ論文が描いたビットコインの画期的な仕組み、なんとなくでも「へぇ~、そうなんか!」と感じてもらえたら嬉しいわ。銀行みたいな誰かを「信用」するんやのうて、「数学的な証明」で成り立つ新しいお金のカタチ。これがビットコインのすごさですねん。 この記事で「おもろいな」「もっと知りたいな」思うたことが一つでもあったら、じぶんらでももっと深掘りしてみてな。きっと新しい発見があるはずやで!

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